浅议地质学专业大学生地球化学创新思维培养

陈 勇

中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东　青岛　266580

浅议地质学专业大学生地球化学创新思维培养

陈 勇

中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛266580

摘 要：培养地质学创新型人才已成为当今时代发展的必然要求，地球化学创新思维是地质学创新人才必备的重要思维方式之一，在大学教育过程中应当受到重视。课堂引导创新、多种措施激励创新和实践中培养创新是地质学专业大学生地球化学创新思维培养的三个重要方面。多种手段的联合使用有助于学生认识到地球化学的重要性，促使学生在各种实践中逐渐领悟和形成地球化学创新思维方式。

关键词：地质学；地球化学；大学生；创新思维

创新成果是创新能力的最终体现，而创新能力首先表现在创新思维。地球化学在地质学学科从定性到定量的发展过程中起到了重要的推动作用，从地球科学发展的趋势来看，地球化学在现代地球科学研究中占有越来越重要的地位，许多重大科学问题的解决都离不开地球化学手段，特别是一些创新性成果的取得，地球化学研究手段往往可以提供一些关键证据。因此，具备地球化学创新思维是成为地质学创新型人才的重要素质之一。高等学校是培养创新型人才的重要基地，大学本科教育是培养创新型人才的重要阶段，如何培养地质学专业大学生的地球化学创新思维是地球化学教学中所面临的一个重要问题。

一、地质学大学生地球化学创新思维的必要性

社会经济的快速发展对能源、资源和环境的要求越来越高，地质学专业在社会中扮演的角色越来越重要，这使得地质学专业在近十几年扭转了其在人们心目中的印象，成为了较热门的专业，就业前景相对较好，受到许多大学生的热捧。但是，由于面临就业、工作、待遇等现实问题，许多大学生愿意学会一些直接可以用到生产中的技术和方法，而真正能够静下心来思考科学问题或从事科学研究的学生相对越来越少。杜新波等[1]指出国土资源领域缺少高层次的创新型人才，这个问题与地质学专业人才培养有着密切的关系。其实创新不仅仅存在科研工作中，实际工作中更需要创新，无论哪种创新首先要有创新思维和创新意识。创新已经成为当前时代要求和人才培养的必然趋势。创新思维是知识积累和思维突破的体现，对本科生而言，其专业知识积累有限，更重要的是培养其创新意识、创新精神，也就是通过专业课程学习培养一种良好的创新思维习惯。

在地质学专业的专业基础课程中，地球化学是必不可少的。地球化学作为较年轻的地质学分支学科，是地质学与化学相结合的交叉学科，经历了百余年的学科积累，特别在近30年中，取得了多项理论成果和创新，建立起较系统的地球化学理论体系，在科学思维方法上也走出了一条独具特色的认知思路[2]。地球化学作为地球科学的支柱学科，自诞生以来在许多重大科学问题研究中发挥了关键作用，比如天体和地球起源及早期演化的认识很多都是通过地球化学手段获得的。地球化学可以为地质过程提供最直接的证据，而新技术与新方法的诞生和引入又为地球化学学科的发展注入强大的活力。纵观近十几年的一些重大科研和实际勘察成果，几乎都用到了地球化学的方法，地球化学已经成为一种地质工作必不可少的手段。因此，作为地质学专业的大学生具备地球化学创新思维是很有必要的。

二、课堂教学引导创新

1．让学生充分认识到地球化学课程的重要性

教师通过介绍地球化学与其他学科之间的关系、知识架构、研究内容的重要性、研究方法的独特性以及在认识地质过程中起到的作用等内容，引导学生对课程的轮廓有个基本了解。在此基础上提出课程的要求和学生学习需要达到的目标，培养学生的目标意识；让学生熟悉该课程思路和方法，并与其他课程对比，使学生明白地球化学与其他课程的区别与联系。

2．通过研究实例引导学生学会思考

地质学曾被认为是理科中的文科，需要记忆的内容较多，然而现代地质学完全否认了这一观点，特别地球化学课程让很多学生感觉理论性太强。为了使学生更好地理解地球化学相关理论和方法，对于这样一门专业基础课，有效地引入一些浅显易懂的应用实例，更有助于学生深入了解地球化学理论在地质问题研究中的应用。特别是借以一些实际地质问题作为引导，比如矿床成矿的温度、压力和时间等问题，起到抛砖引玉的作用，有时会更容易打开学生的思路。鼓励学生学会尝试用地球化学去解释一些自己曾经认识不清楚的地质现象，也是创新思维培养中重要的环节。作为专业基础课，课堂上及时更新并加入学科前沿的内容也有利于为学生营造创新意识的环境，而鼓励学生突破传统、发展新技术可以大大促进创新意识的培养。

3．采用多样化的教学模式培养学生的思维活动

在课堂教学中，多样教学模式的合理应用可有效激发学生思维的灵活性和多样性，培养其创新意识。多功能和全方位的现代教育技术为我们提供了多种教学手段的选择，利用计算机技术可以模拟或者再现一些地质过程，使得学生能够得到直观认识和深入理解。

在教学过程中采用过3种模式：主题式、互动式和比赛式。“主题式教学”指通过老师对基本概念、理论和方法的讲解，使学生理解课程的基本知识，这属于传统的灌输式教学，可以让学生理解课程的核心知识框架，是知识的一个积累过程。“互动式教学”指通过实验教学、专题讨论等方式实现师生互动，使学生加深对知识和相关地质过程的理解。最重要的“比赛式教学”指通过一些具体的地质问题鼓励学生积极探索有关的机制和规律，要求学生做专题报告，各抒己见，发表自己的认识和观点并完成相关作业，这部分工作计入最终的课程成绩中。为了取得好成绩，学生会主动查阅大量资料，学习大量相关知识，促进了学生的自我学习、独立分析和解决问题的能力。

三、多种措施激励学生创新

哲学里指出内因是真正的决定因素，兴趣和好奇心是学习和进行研究的最佳原动力，如果学生对某一科学问题产生了兴趣，就会形成学习主观积极性，这种来自主观因素的原动力对于创新来说是至关重要的。“教未见趣，必不乐学”，学习兴趣是学习积极性中最现实、最活跃的成分，是直接推动学生主动学习的一种内部动力，是热爱学习、产生强烈求知欲的基础[3]。笔者认为从多方面来激发学生的学习兴趣有助于培养创新思维。

重大的科学问题往往可以体现专业地位及其社会功能，对学生具有较大的吸引力。比如笔者在课上为学生给出了“21世纪的100科学难题”，这些问题是众多知名科学家筛选出来的，而且与地球科学相关的难题差不多占1/3，与地质学密切相关的也至少有10个以上。通过对这些科学难题的了解，学生发现自己所学的知识竟然涉及如此广的领域，增强了专业信心，不少好学的同学面对科学难题都充满了兴趣。

而事实是最具有说服力的，名人效应和典型成功案例具有较大的影响和很好的说服力，可以通过著名的科学家或者企业家的成功例子来说明创新的重要性，这些可以证明创新是通向成功的重要途径。创新不仅对个人的成功很重要，而且创新成果对科学发展、人类生活和社会进步都具有重要的意义。通过实例分析创新是成功的一个关键因素，可以增进学生对创新与成功的认识。对于任何一个有理想的学生来说，都想获得成功，这样会在潜意识里想到创新。

此外，要鼓励学生敢于质疑前人的观点或认识。人类的发展就是对前人成果否定或修正基础上实现的，因此当有学生提出质疑时，我们要鼓励其去求证，不管其结果如何，这个过程对学生是一个很重要的体验，可以加深其对知识的理解。

四、在实践中培养学生地球化学创新思维

吴淦国[4]曾指出改革人才培养模式才能培养优秀的地学人才，强调了“学思结合、知行统一、因材施教”的思想。地质学是一门实践性非常强的学科，如何发挥学科优势培养学生的创新思维，是教师在教学过程中必须重视的问题。而对于一个学生而言，其动手能力、分析问题和解决问题的能力才能真正体现其对专业知识的掌握程度。冯海艳等[5]指出地球化学专业学生的科研动手能力薄弱，而通过一系列增强实践措施来提高是可行的。在近年的教学过程中，针对地质学专业的特点，笔者主要采用了以下实践措施以促进学生地球化学创新思维的培养。

1．利用地质实习强化野外认识和分析问题能力

我校地质学专业的野外地质实习三年不间断，在大学学习的三个暑假中都有野外实习教学内容，分别为大一野外认识实习、大二野外专题实习和大三野外地质综合实习。我校地质学专业是大三开设的地球化学课程，学完该课程后参加地质综合实习。因此，在要求学生完成基本实习任务的同时，鼓励学生充分利用已学知识对典型地质现象进行解释和阐述，特别是要求学生利用地球化学的知识对一些地质过程的机制进行分析。比如不同火山岩矿物组成的控制因素、变质作用机理等方面的分析都需要涉及地球化学的知识。

2．结课论文促使学生拓宽专业知识

在近几年的地球化学授课过程中，最后的课程结课，除了正常的期末考试之外，笔者还要求每名学生都必须完成1篇以“身边的地球化学”或“我眼中的地球化学”为主题的小论文，具体的论文题目学生自己设定。其中“身边的地球化学”主要是要求学生利用地球化学的知识针对自己关心的地质问题进行深入分析，并给出结论。而“我眼中的地球化学”则是要求学生基于自己对地球化学学科的了解，就某一个方面阐述地球化学的学科发展、地球化学的应用等方面的内容，可以加深学生对地球化学学科的认识和理解。从近三年的学生论文来看，两个主题大致各占一半，大部分学生都花时间查阅了相关文献，对自己关心的问题进行了分析。由于论文要求在结课考试前完成，这在一定程度有助于学生对地球化学一些基本知识的掌握，在考试成绩中也有体现。杜忠文等[6]对地球化学课程考核方式的改革和实践中也曾指出撰写论文可以提高学生的学习兴趣和自我学习能力。

3．充分利用大学生创新实验计划项目助推大胆创新

近年来教育部实行的大学生创新实验计划使得更多大学生有机会开始自己的科研工作，并取得了不少创新成果，展示了当代大学生的创新能力。我校地质学专业大学生每年都有几项大学生创新计划获得资助，其中不少项目都成为学校的典型案例，而且有3项作为全国的典型案例在大学生创新创业年会上发言。比如笔者指导1项大学生创新实验计划“岩盐流体包裹体对古环境重建的探索”作为优秀论文在第六届大学生创新创业年会上发言，这个项目主要用到了地球化学的方法，参与项目的两位学生对科研表现出极大的兴趣，都保送了研究生，其中一位成功申请到美国宾夕法尼亚州立大学全额奖学金赴美留学。

4．毕业设计强化学生综合分析和解决问题能力

毕业设计是对大学四年学习的一个综合测试，毕业论文的水平往往可以代表一个学生对专业知识的掌握程度，可以反映学生对专业问题的认识和处理能力。近年来选择地球化学方向做毕业设计的学生人数呈逐渐增加的趋势，其中不少保送外校研究生的同学都选择了地球化学方向。在毕业设计过程中，笔者依据学生未来可能的工作或研究方向，在此基础上给出题目供学生选择，要求学生自己设计研究路线和实验方案，然后对其进行调整，重点培养其独立解决问题的能力。多年的实践结果显示，大部分学生在不同程度上加深了对地质问题的理解，提升了分析问题能力，对地质学中的地球化学研究方法越来越感兴趣，特别是保送研究生的同学积极主动，毕业答辩成绩基本上都是优秀，而且每年都有学生的毕业设计获得校级以上优秀论文奖。

5．前沿科研课题吸引优秀学生参与创新

一些重大前沿科研项目研究方向代表了当前地质学领域的发展趋势，除了毕业设计可以参与教师的科研项目外，每年都有不少优秀的本科生加入到一些前沿课题研究中。笔者承担的国家自然科学基金项目每年都有本科生参与部分实验工作，这些学生都表现出浓厚的科研兴趣，工作非常努力，大部分学生在毕业后选择了读研继续深造。

五、结语

地球化学是解决地质问题的一种重要手段，在地质研究创新过程中发挥了重大作用，培养地质学专业大学生的地球化学创新思维很有必要。地质学专业大学生的地球化学创新思维可以从三个方面去培养，即：课堂引导、多种措施激励和实践培养，多种手段联合有利于学生加深对地球化学的认识，促进地球化学思维方式的形成。然而创新思维不是一门课或一件事所能教会的，需要学生在长期的学习过程中有意识地加以锻炼和培养，才能逐渐形成。将创新理念引入课堂教学中，在专业知识学习过程中，以潜移默化的方式引导和培养学生创新思维，促使学生养成良好的思维习惯，最终把学生培养成为真正符合社会发展需要的人才，无疑是每一个教师应尽的责任。培养创新思维涉及多种方法，这要求教师在教学过程中不断实践不断创新，才能与时俱进。

参考文献：

[1] 杜新波，白皓，宋毅.国土资源高层次创新性科技人才队伍建设的思考[J].中国地质教育，2012，(4)：23-26.

[2] 赵伦山.现代地球化学的理论思维结构[J].地学前缘，2005，12(1)：288-293.

[3] 陈勇，周瑶琪，陈世悦.谈如何在新形势下培养地质学专业大学生的学习兴趣[J].中国地质教育，2008，(3)：23-25.

[4] 吴淦国.改革人才培养模式，培养优秀地学人才[J].中国地质教育，2012，(1)：1-3.

[5] 冯海艳，杨忠芳.论地球化学专业本科生科研动手能力的提高[J].中国地质教育，2012，(3)：108-110.

[6] 杜忠文，彭绍辉，冯俊娜，等.“地球化学”课程考核方式改革与实践[J]. 中国地质教育，2012，(1)：109-111.

中图分类号：G640

文献标识码：A

文章编号：1006-9372（2013）03-0048-04

收稿日期：2012-02-03；修回日期：2013-04-11。

基金项目：山东省教学改革重点项目“油气勘探工科背景下地质学理学专业创新型人才培养模式研究”；中国石油大学（华东）教学改革项目“地质学专业大学地球化学创新思维培养与实践”（200824）。

作者简介：陈 勇，男，副教授，主要从事地球化学的教学和研究工作。

Primary Discussion on Cultivation of Geochemical Innovation Thought for Geology Undergraduates

CHEN Yong
China University of Petroleum, Qingdao 266580, China

Abstract：With the development of society, it is necessary to cultivate innovation talents in geology. Geochemical innovation thought is one of the most important thoughts for geological innovation talents, which should be emphasized during college education. There are three main aspects to cultivate geochemical innovation thought for geology undergraduates, including class guiding, multi-measure inspiring, and practice. It is helpful to realize the importance of geochemistry for students by combination of diverse methods. The students can be aware of and form geochemical innovation thought through a series of practice.

Key words：geology; geochemistry; undergraduate; innovation thought